电信市场正在不断应用新技术并整合业内各种驱动力。像Verizon、NTT、BT和SBC等这些运营商正处在大规模业务变迁的过程中，并将引起一系列连锁反应：从财务账目一直到将向客户提供哪些业务以及如何提供这些业务等。

    运营商正在过渡到一种新的运营模式。随着传统语音收入的下降和竞争的加剧，运营商们正在通过新的数据业务以及捆绑在一起的语音、视频和数据“三合一”业务来支撑收入。这种业务捆绑将推动接入市场更多的带宽需求，并将推动新业务的提供。

    作为一种捆绑选择，基于光纤的接入处于领先地位。FTTx(光纤到路边、驻地、楼宇、房间)服务提供比其他数据业务快几百倍的速度，并允许用户使用多条电话线路，进行视频点播，接收高清晰度电视节目及更多业务。

    大多数运营商都选择无源光网络(PON)作为传输媒介。近年来，美国运营商一直在增建连接到家庭的BPON(宽带无源光网络)网络。这一工作将加快，而这些网络则将被千兆位PON(GPON)网络所取代。在亚洲，韩国电信正在部署以太网PON(EPON)网络，在日本，NTT则已宣布要将3,000万条线路转换成千兆位以太网PON(GEPON)。

    在朝着这些“新”技术迈进的过程中，始终存在着一个重要的问题。运营商如何在新的基于分组的网络上通过具有成本效益的方式地传送现有可盈利的TDM通信业务？本文介绍的分组网络电路仿真业务(CESoP)，将作为一种可行的解决方案，可让运营商在迁移到PON架构时轻松支持原有业务。

    对于TDM通信和PON网络，运营商有两种选择。第一种选择是维持现状，即用现有基础设施来处理TDM业务。第二种选择是将原有业务迁移到新的PON环境中。

    “维持现状”的选择意味着将维持现有网络及关联成本，直到最后一名客户退出TDM业务，转而投向新的分组交换业务。这种情况下，对网络维护的投资支出是有限的，而运营费用将继续保持在当前水平。但是，由TDM业务产生的收入则在急速下降。

    相比之下，将TDM业务加入到新的PON基础设施中将允许运营商更快地淘汰旧网络。现有的TDM业务将通过一个专用的、成本更低的网络来提供。由于相应的运营成本下降，最终将从原有业务中获得更大的收益。

    这需要采用一种能够在新旧网络之间无缝地传送通信业务的桥接技术。那么，这种技术存在吗？

    基于分组技术的TDM

    基于分组的TDM传输技术已经出现一段时间了。它有多种名称，如CESoIP、CESoP、

    CESoMPLS、TDMoIP、基于分组交换网络的电路仿真业务(CESoPSN)，以及基于分组交换网络的结构化未知业务(SATOP)等。该技术现阶段的发展水平已经可以轻松地在PON网络上传送原有通信业务。

    图1：GPON网络中的差分参考时钟。

    其最基本的技术，CESoP技术是在有管理的分组交换网络(PSN)上搭建通道来传送TDM业务。在PON网络特定情况下，TDM业务隧道是从光网络终端(ONT)搭建至光线路终端(OLT)。TDM业务被打包，放入分组有效载荷并在PON网络上传输。该有效载荷将在OLT处被接收并转换成TDM，被汇集后送到公共交换电话网络(PSTN)。

    要在PON设备上成功部署CESoP技术，必须具备以下四个关键特性。

    1. 基于标准

    运营商和设备制造商需要符合标准的产品以确保一致性和互操作性。对于CESoP业务，已经发布了针对各种网络(如MPLS和以太网等)的标准。GPON标准包含了用于处理TDM的一种方法(下面将详细论述)。然而，对于是要使用上述这些标准还是此处要讨论的伪线路(pseudowire)标准，业界一直存在着很大的争议。

    CESoP业务在PSN上传输的标准有五个，其中三个与PON标准有关，它们是两个伪线路标准和一个城域以太网论坛(MEF)标准。伪线路标准包括来自IETF的两个标准草稿—无结构业务SATOP与结构化业务CESoPSN。MEF发布了一个关于在以太网连接上传送TDM通信的标准：《MEF 8城域以太网PDH电路仿真实现协议》。该标准是那些IETF标准草案的补充。

    2. 时钟与同步

    与电路交换网络不同，PSN没有时钟结构。时钟对确保TDM系统正常工作和符合标准至关重要。任何PON系统都必须处理TDM中继线的时钟。在TDM系统中，有两种方法在网络上传送时钟。使用哪种方法取决于网络上的业务。

    可以利用差分方法来传送时钟。在这种情况下，中继线的两端都要有一个参考频率或信号。这是使用GPON网络的情况。每个GPON ONT可以锁定到OLT中的主频率，而反过来该主频率又可锁定到电路交换网络中的主参考源(PRS)。

    通过在网络两端提供参考频率，T1/E1电路的接收或发送频率(假设与网络时钟异步)将与主频率进行比较并得到差值。该差值将以数字的形式在GPON网络上发送，并在接收端用于恢复原始频率。

    第二种方法是自适应方法。在自适应模式中，在网络的一端(一般为中心局)有一个参考频率。时间信息通过PON网络传输，然后在接收器中恢复。由于不同的恢复方法具有不同的特性，因此用于恢复时钟的方法非常重要。

    最简单的自适应时钟恢复方式是缓冲区填充法。该方法对ATM网络来说已经足够，但不能在PSN上工作，因为PSN上的分组延迟变化(PDV)较大。另一种时钟恢复方式是平均法，将各分组数据包的到达时间在一段时间内进行平均。该方法虽然优于缓冲区填充方法，但不能用于所有网络载荷。而确保时钟精确恢复的一种较好的方法是对恢复后的时钟进行统计运算。

    3.支持各种业务

    所选择的TDM业务必须能够处理结构化、非结构化和部分(fractional)TDM模式。这些是必须支持的标准T1/E1业务。

    非结构化业务，也称为非信道化(unchannelized)业务，它接收TDM业务流并将整个帧打包，无需知道成帧信息。帧位也通过PON传送。因此，可以把非信道化业务理解为逐位传送。

    结构化业务，也称为信道化业务，能够处理信道信息或DS0级信息。该业务可以交换和调整通信流量。该业务将支持N×64Kbps业务，还支持部分业务，允许运营商出售低至DS0级的业务。

    图2：CESoP在 FTTx中的应用：GPON。

    4.点对多点以及多点对多点

    要充分发挥网络的功能，任何TDM业务都应当能够支持点对点(租用线业务)、点对多点(星形配置)和多点对多点(网状配置)业务。理想情况下，一个PON网络应支持所有这三种业务，这意味着无论是现有业务还是新兴业务都可以轻松实现。

    新业务的一个例子是伪专用直达线路。以前，公司用户使用专线将TDM交换机连接到网状网络。该业务之所以失宠是因为必须为每个连接租用一条T1/E1电路。随着PSN的出现，支持多点对多点的CESoP功能只需要一个连到网络的连接，就可以产生多个分组包，每个分组包带有一个不同的目标地址。因此，专线业务就再次变得可行了。

    GPON系统

    GPON业务是BPON的一种扩展，它允许在上行链路和下行链路中提供更大的带宽。GPON标准是由ITU建议集G.984.x定义的。全业务接入网(FSAN)小组也曾与ITU内的相应研究组一道制定这些标准。ITU与FASN目前正在为GPON定义新业务，如TDM伪线路等。

    首批部署的BPON系统已将三合一业务从服务提供商传送到家庭或公寓大楼内。由于GPON具有更宽的带宽，BPON系统最终将被GPON网络所取代。随着网络部署的扩展，对处理原有通信业务以及时钟分布的需求也将会增长。采用分组TDM技术将允许服务提供商处理原有通信业务。

    时钟对于PSN中的应用来说至关重要，包括GPON。光连接的特性和用于OLT与ONT的MAC都是这样：系统PDV和分组包的分发或标准偏差都很低。这对时钟恢复来说是一个极好的指标。

    设计者可以选择自适应或差分时钟恢复模式。差分模式是优选的时钟恢复方法，允许用户利用GPON中的时钟机制。图1概要描绘了GPON网络中的差分模式。采用差分模式可以确保最佳的时钟恢复。它不受分组包延迟和PDV影响，可工作在不同网络条件下。

    自适应模式也可以使用。自适应时钟被定义为从发送的CESoP流中恢复原始时钟信息的能力。可通过对恢复后的时钟采用统计技术，将网络引入的误差减到最小，来实现最佳性能。网络引入的这些误差可能由分组包丢失、PDV、延迟、或较多的中继段所引起。

    图2显示了TDM在GPON网络上的传送以及采用伪线路的好处。采用GPON封装模式(GEM)标准的TDM将只能在GPON上从ONT传输到OLT。而使用伪线路技术，该传输范围将扩展到GPON网络以外的点(如图2所示)。网络终端可以是CES网关，如图中右侧所示。

    图2也体现了GPON网络的典型配置和功能。如图所示，该网络是一种只有两个ONT的PON网络。CESoP流从OLT发送到ONT。TDM业务可以但不必一定终止于OLT和ONT。IAD通过一条以太网链路连接到OLT。该链路传送来自临近楼宇的TDM流。如图右侧所示，可通过连接到PSTN的OLT来端接TDM通信，也可以通过位于网络中其它地方的CES网关来端接。

    本文小结

    随着运营商网络的演进，GPON系统必须处理原有通信业务，如T1和E1业务。这要求一个解决方案必须是基于标准的解决方案，具有标准兼容的时钟恢复机制，可为不同TDM模式提供业务，且能够支持点对多点以及多点对多点功能。GPON具有在网络上传送一个固有时钟的优点，从而允许在网络中采用差分时钟恢复法。

    作者：Bruce Ernhofer

    产品经理

    Zarlink Semiconductor